JP6460359B2 - Creating 3D objects - Google Patents

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Description

3次元オブジェクトを生成するための潜在的に便利な方法として、各層毎に3次元オブジェクトを生成する積層造形システムが提案されている。   As a potentially convenient method for generating a three-dimensional object, an additive manufacturing system that generates a three-dimensional object for each layer has been proposed.

積層造形システムの中には、構築材料の選択的な処理により動作するものがある。作製される3次元オブジェクトの個々の層又はスライスを形成するために、適当な構築材料の層が作製領域内に堆積され、及び作製される3次元オブジェクトの1つのスライスに対応する選択された領域内の構築材料を凝固させるように該構築材料が処理される。構築材料の残りの部分は凝固していない状態のままとなる。   Some additive manufacturing systems operate by selective processing of building materials. In order to form individual layers or slices of the three-dimensional object to be created, a suitable layer of building material is deposited in the production region and the selected region corresponding to one slice of the three-dimensional object to be created The build material is treated to solidify the build material within. The rest of the build material remains unsolidified.

本開示による方法の一実施形態である。2 is an embodiment of a method according to the present disclosure. 本開示による方法の一実施形態である。2 is an embodiment of a method according to the present disclosure. 光学センサ装置の一実施形態を示している。1 illustrates one embodiment of an optical sensor device. 本開示による積層造形システムの一実施形態を示している。1 illustrates one embodiment of an additive manufacturing system according to the present disclosure. 構築材料の1つの層の異なる断面の輪郭の例を示している。Fig. 4 shows an example of different cross-sectional profiles of one layer of building material. 3次元オブジェクトの作製方法の別の実施形態を示している。3 shows another embodiment of a method for creating a three-dimensional object. 縁部の鮮明さ(sharpness)を向上させるための反復プロセスの一実施形態を示すフローチャートである。6 is a flow chart illustrating one embodiment of an iterative process for improving edge sharpness.

ここで、非制限的な例として幾つかの実施形態について図面を参照して説明することとする。   Here, some embodiments will be described as non-limiting examples with reference to the drawings.

3次元オブジェクトを作製するために積層造形システムが提案されてきた。積層造形システムは各層毎にオブジェクトを作製する。作製されるオブジェクトの概念モデル(例えば、計算モデル)は、該オブジェクトにわたる一連のスライスへと分割することが可能である。次いで、かかる各スライスが順次生成され、後続のスライスが先行するスライス上に形成されて全体的なオブジェクトが形成される。   An additive manufacturing system has been proposed to create a three-dimensional object. The additive manufacturing system creates an object for each layer. A conceptual model (eg, a computational model) of the object being created can be divided into a series of slices across the object. Each such slice is then generated sequentially and subsequent slices are formed on the preceding slice to form the overall object.

積層造形システムによっては、構築材料の選択的な処理により各層を形成する。適当な構築材料の1つの層を構築領域内に堆積させることが可能である。次いで、作製されるオブジェクトの1スライス又は一片に対応する選択された領域内の構築材料を凝固させるよう該構築材料が処理され、作製されるオブジェクトに対応しない領域内の構築材料は非凝固状態のままとなる。このため、この処理された層(本書では構築層とも称す)は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域とを含むことが可能である。作製される1つのオブジェクト又は複数のオブジェクトに応じて、所与の構築層には、凝固した構築材料の1つの領域が存在することが可能であり、又は凝固した構築材料の複数の別個の領域が存在することが可能であり、該複数の別個の領域の各々は、凝固していない構築材料の一領域により取り囲まれていることが可能であり、又は凝固した構築材料の領域が作製領域の縁部まで延びている場合には凝固していない構築材料の一領域により少なくとも部分的に取り囲まれていることが可能である。最も最近の構築層は、構築領域の最上層となり、前の構築層の上に形成され、1つの構築層の構築材料の凝固した領域は、先行する構築層の凝固した領域と融合される、ということが理解されよう。   Depending on the additive manufacturing system, each layer is formed by selective processing of the construction material. One layer of a suitable build material can be deposited in the build region. The building material is then processed to solidify the building material in the selected region corresponding to one slice or piece of the object being created, and the building material in the region not corresponding to the object being created is non-solidified. Will remain. Thus, this treated layer (also referred to herein as a build layer) can include areas of solidified build material and areas of non-solidified build material. Depending on the object or objects being created, there may be one region of solidified building material in a given building layer, or multiple separate regions of solidified building material. And each of the plurality of discrete regions can be surrounded by a region of the non-solidified building material, or the region of solidified building material can be When extending to the edge, it can be at least partially surrounded by a region of the building material that has not solidified. The most recent building layer becomes the top layer of the building region and is formed on top of the previous building layer, where the solidified region of the building material of one building layer is fused with the solidified region of the previous building layer, It will be understood.

実施形態によっては、構築層を形成するための構築材料の処理は、構築材料の層の表面の少なくとも一部に薬剤を選択的に供給し、及び所定レベルのエネルギーを構築材料の層に一時的に適用することを含むことが可能である。実施形態によっては、供給される薬剤は合体剤とすることが可能である。該合体剤は、例えば、作製されるオブジェクトのスライスに対応する構築材料の一領域に選択的に供給することが可能である。実施形態によっては、付与される薬剤は、合体改質剤とすることが可能である。実施形態によっては、合体剤及び合体改質剤の両方を選択的に供給することが可能である。   In some embodiments, the processing of the building material to form the building layer selectively supplies a drug to at least a portion of the surface of the building material layer and temporarily applies a predetermined level of energy to the layer of building material. Can be applied to. In some embodiments, the supplied drug can be a coalescing agent. The coalescing agent can be selectively delivered, for example, to a region of the building material corresponding to a slice of the object being created. In some embodiments, the applied drug can be a coalescence modifier. In some embodiments, both coalescing agents and coalescence modifiers can be selectively supplied.

エネルギーの一時的な適用は、合体剤が供給され又は浸透した構築材料の各部を該構築材料の融点を超えて加熱させて合体させることが可能である。この温度は、本書では溶融温度と称す。冷却すると、合体した部分は中実になり、生成される3次元オブジェクトの一部を形成する。   The temporary application of energy can cause the parts of the building material supplied or infiltrated with the coalescing agent to coalesce by heating beyond the melting point of the building material. This temperature is referred to herein as the melting temperature. Upon cooling, the merged part becomes solid and forms part of the generated three-dimensional object.

合体改質剤は、様々な目的のために使用することが可能である。一実施形態では、合体改質剤であって、それが付与され及び/又は浸透した構築材料の合体の程度を減少させる働きをする、合体改変剤を使用することが可能である。かかる合体改質剤は、合体抑制剤と見なすことが可能であり、例えば、側方への合体の流出(lateral coalescence bleed)の効果の低減に資すために、合体剤が供給される領域に隣接する構築材料の領域に供給することが可能である。これは、例えば、オブジェクトの縁部又は表面の精細さ又は精度を改善するため、及び/又は表面の粗さを低減させるために使用することが可能である。別の実施形態では、合体改質剤は、合体剤と散在させて供給することが可能であり、これは、オブジェクトの特性を変更することを可能にするために使用することが可能である。   The coalescence modifier can be used for various purposes. In one embodiment, a coalescence modifier can be used that serves to reduce the degree of coalescence of the building material to which it has been applied and / or penetrated. Such coalescence modifiers can be considered as coalescence inhibitors, for example adjacent to the area where coalescence is supplied to help reduce the effects of lateral coalescence bleed. It is possible to supply to the area of building material to be. This can be used, for example, to improve the fineness or accuracy of an object's edge or surface and / or to reduce surface roughness. In another embodiment, the coalescence modifier can be supplied interspersed with the coalescence, which can be used to allow the properties of the object to be altered.

本書で説明する実施形態では、合体剤及び/又は合体改質剤は、任意の適当な流体供給機構(薬剤分配器とも称す)を使用して供給することが可能な流体を含むことが可能である。一実施形態では、薬剤は液滴形態で供給される。合体剤は、顔料着色剤(pigment colorant)等の強光吸収体(strong light absorber)とすることが可能である。実施形態によっては、薬剤分配器はプリントヘッドとすることが可能である。薬剤分配器は、例えば、適当な走査ステージ上に配置することが可能である。   In the embodiments described herein, the coalescing agent and / or coalescence modifying agent can include a fluid that can be delivered using any suitable fluid delivery mechanism (also referred to as a drug distributor). is there. In one embodiment, the drug is supplied in droplet form. The coalescing agent can be a strong light absorber such as a pigment colorant. In some embodiments, the drug dispenser can be a print head. The drug dispenser can be placed, for example, on a suitable scanning stage.

非限定的な一実施形態によれば、適当な合体剤は、カーボンブラックを含むインクタイプの調合物(例えば、Hewlett-Packard Companyから入手可能な商業的にCM997Aとして知られているインク配合物など)とすることが可能である。一実施形態では、かかるインクは、赤外光吸収体を更に含むことが可能である。一実施形態では、かかるインクは、近赤外光吸収体を更に含むことが可能である。一実施形態では、かかるインクは、可視光吸収体を更に含むことが可能である。可視光増強剤(visible light enhancer)を含むインクの例として、染料ベースの着色インク及び顔料ベースの着色インク(例えば、Hewlett-Packard Companyから入手可能な商業的にCE039A及びCE042Aとして知られているインクなど)が挙げられる。   According to one non-limiting embodiment, a suitable coalescing agent is an ink-type formulation comprising carbon black (such as the commercially available ink formulation known as CM997A available from Hewlett-Packard Company). ). In one embodiment, such an ink can further include an infrared light absorber. In one embodiment, such an ink can further include a near infrared light absorber. In one embodiment, such ink can further include a visible light absorber. Examples of inks that contain visible light enhancers include dye-based colored inks and pigment-based colored inks (eg, commercially known as CE039A and CE042A available from Hewlett-Packard Company) Etc.).

一実施形態では、食塩水を合体改質剤として使用することが可能である。別の実施形態では、Hewlett-Packard Companyから入手可能な商業的にCM996Aインクとして知られているインクを合体改質剤として使用することが可能である。別の実施形態では、Hewlett-Packard Companyから入手可能な商業的にCN673Aインクとして知られているインクが合体改質剤として働くことも実証されている。   In one embodiment, saline can be used as a coalescence modifier. In another embodiment, an ink commercially available from Hewlett-Packard Company, known as CM996A ink, can be used as a coalescence modifier. In another embodiment, it has also been demonstrated that an ink commercially available from Hewlett-Packard Company, known as CN673A ink, acts as a coalescence modifier.

本書で説明する実施形態では、構築材料への言及は、例えば、粉末ベースの構築材料である構築材料を含むことが可能である。本書で用いる場合、用語「粉末ベースの材料」は、乾式及び湿式の粉末系材料、微粒子状材料、並びに粒状材料を包むことを意図している。構築材料は、単一の材料からなることが可能であり、又は複数の構成材料の混合物とすることが可能である。実施形態によっては、構築材料は、通常は、弱光吸収性ポリマー粉末媒体(weakly light absorbing polymer powder medium)である。他の実施形態では、構築材料は、熱可塑性物質である。   In the embodiments described herein, references to building materials can include building materials that are, for example, powder-based building materials. As used herein, the term “powder-based material” is intended to encompass dry and wet powder-based materials, particulate materials, and particulate materials. The build material can consist of a single material or can be a mixture of multiple constituent materials. In some embodiments, the build material is typically a weakly light absorbing polymer powder medium. In other embodiments, the build material is a thermoplastic.

本書で説明する実施形態では、3次元オブジェクトは、構築材料の複数の層の複数の部分を互いに重ね合わせて順次積層し融合させることにより構築される。凝固していない構築材料の層は、平坦な表面(本書では構築面と称す)を形成するよう堆積される。この層は、例えば、上述した実施形態の1つで説明したように処理されて、凝固した構築材料の複数の領域を有する構築層を形成する。次いで、新しい構築材料の層を前の構築層上に堆積させて、次の構築層を形成するための新しい平坦な表面を形成することが可能である。このプロセスは、所望のオブジェクトが形成されるまで繰り返すことが可能である。このようにして、形成されたオブジェクトが完成し、及び作製中に凝固していない構築材料により支持される。オブジェクトは、適切に冷却された際に、作製領域から除去し及び凝固していない構築材料から分離することが可能である。   In the embodiment described herein, a three-dimensional object is constructed by stacking and fusing together portions of a plurality of layers of building material one after another. The layer of build material that has not solidified is deposited to form a flat surface (referred to herein as the build surface). This layer is processed, for example, as described in one of the embodiments described above to form a build layer having multiple regions of solidified build material. A layer of new build material can then be deposited on the previous build layer to form a new flat surface for forming the next build layer. This process can be repeated until the desired object is formed. In this way, the formed object is completed and supported by a building material that has not solidified during fabrication. When the object is properly cooled, it can be removed from the fabrication area and separated from the non-solidified building material.

作製されるオブジェクトの特性は、多数の異なる要因によって決まる。使用されるオブジェクトのオリジナルの概念モデル、及び定義されるスライスの数とサイズは、明らかに影響を与えるものとなる。実際の作製プロセス自体のために、使用される材料(例えば、構築材料、合体剤、及び合体改質剤)は、作製プロセスの多数の設定(例えば、使用される薬剤の量(例えば、液滴密度、液滴サイズなど)及び適用されるエネルギー(例えば、加熱の量又は期間))と同様に、特性に影響を与えるものとなる。   The characteristics of the object being created depend on a number of different factors. The original conceptual model of the object used and the number and size of the slices defined will obviously have an impact. Because of the actual fabrication process itself, the materials used (eg, building materials, coalescence agents, and coalescence modifiers) can vary in many settings of the production process (eg, the amount of drug used (eg, droplets). As well as density, droplet size, etc.) and applied energy (eg, amount or duration of heating)).

関心のある1つの特性は表面粗さである。作製されたオブジェクトの表面粗さは、少なくとも部分的には、構築層における凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移部(transition)によって決まる。このため、作成されたオブジェクト(すなわち、凝固した領域)のスライスの縁部と凝固していない構造材料との間の遷移部の輪郭(profile)は、完成したオブジェクトの品質に影響を与え得るものとなる。不精確な縁部は、作製された部品の精度の低下に通ずるものとなる。   One property of interest is surface roughness. The surface roughness of the fabricated object is determined, at least in part, by the transition between the solidified region of the building material and the non-solidified region of the building material in the building layer. For this reason, the profile of the transition between the edge of the slice of the created object (ie solidified area) and the non-solidified structural material can affect the quality of the finished object. It becomes. Inaccurate edges will lead to reduced accuracy of the fabricated parts.

したがって、積層造形システムの処理設定は、使用される材料に対して特定の縁部精度を提供するよう設定することが可能である。しかし、周囲条件の変化、又は実際に積層造形システムが動作している態様の変化は、不十分な縁部の画定をもたらし得るものとなることが理解されよう。   Therefore, the process settings of the additive manufacturing system can be set to provide specific edge accuracy for the material used. However, it will be appreciated that changes in ambient conditions, or changes in the manner in which the additive manufacturing system is actually operating, can lead to poor edge definition.

例えば、周囲条件が変化して処理プロセス中に過剰な熱が加えられた場合には、溶融させることを意図していなかった構築材料が不意に融合してしまう可能性がある。周囲条件とは、例えば、使用した合体改質剤の量が不十分であったことを意味し、この場合には、意図したほど鮮明でない縁部が生じ、部品品質に影響を及ぼすことになる。更に、薬剤分配器の位置合わせ不良、又は合体改質剤と合体剤との間の交差汚染(cross-contamination)は、場合によっては不精確な縁部の原因となり得る。   For example, if ambient conditions change and excessive heat is applied during the treatment process, building materials that were not intended to be melted may be inadvertently fused. Ambient conditions mean, for example, that the amount of coalescence modifier used was insufficient, in which case the edges are not as sharp as intended and will affect the part quality. . In addition, misalignment of the drug distributor, or cross-contamination between coalescence modifier and coalescence may in some cases cause inaccurate edges.

本開示の実施形態では、1つの構築層について1つの縁部輪郭(edge profile)が決定される。縁部輪郭は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたる構築層の高さの変化を測定することにより決定することが可能である。実施形態によっては、後続の構築層を形成するための処理設定を縁部輪郭に基づいて制御することが可能である。   In an embodiment of the present disclosure, one edge profile is determined for one building layer. The edge contour can be determined by measuring the change in height of the build layer across the transition between the solidified and non-solidified build material regions. In some embodiments, process settings for forming subsequent build layers can be controlled based on the edge profile.

上述したように、積層造形システムで3次元オブジェクトを作製することは、構築材料の層を堆積させ、及び該層を処理して、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域とを含む構築層を形成することを含むことが可能である。構築材料の凝固した領域を形成することは、選択された領域内の構築材料を加熱して合体させ、次いで冷却して凝固させることを含むことが可能である。選択された領域内の(粉末ベースの形態で堆積させることが可能な)構築材料が合体する結果として、凝固した構築材料の厚さは、構築層の凝固していない構築材料の厚さよりも薄くなる。例えば、構築材料は、処理前に、第1の厚さに堆積させることが可能である。処理後に、構築材料の凝固した構築材料のあらゆる領域は、第2の一層薄い厚さを有することが可能である。例えば、100μmのオーダーの第1の厚さは、材料の系統(material systems)によっては、50μmのオーダーの第2の厚さをもたらす可能性がある。しかし、構築層の凝固していない構築材料の厚さは、実質的に第1の厚さ(この例では100μm)に等しい状態を維持することが可能である。   As described above, creating a three-dimensional object with an additive manufacturing system involves depositing a layer of building material and processing the layer to solidify the region of the building material that has solidified and the region of the building material that has not solidified. Forming a build layer comprising: Forming the solidified region of the build material can include heating and coalescing the build material in the selected region and then cooling to solidify. As a result of the coalescence of the building material (which can be deposited in powder-based form) within the selected region, the thickness of the solidified building material is less than the thickness of the non-solidified building material in the building layer. Become. For example, the build material can be deposited to a first thickness prior to processing. After processing, any region of the building material that has solidified may have a second, thinner thickness. For example, a first thickness on the order of 100 μm may result in a second thickness on the order of 50 μm, depending on the material systems. However, the thickness of the non-solidified building material of the building layer can remain substantially equal to the first thickness (100 μm in this example).

したがって、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移域における高さの差は、該凝固した領域の縁部の輪郭に関する情報を提供することができる、ということが理解されよう。   Thus, the height difference in the transition zone between the solidified construction material region and the non-solidified construction material region can provide information on the edge profile of the solidified region. Will be understood.

図1aは、本開示によるオブジェクトの作製方法100の一実施形態を示している。この方法は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域とを含む構築層を形成すること(ブロック101)を含む。該構築層の形成は、凝固していない構築材料の層を堆積させ、及び該構築材料を処理して凝固した構築材料の領域を形成することを含むことが可能である。該構築層は、上述した複数の実施形態の何れによっても形成することが可能である。   FIG. 1 a illustrates one embodiment of a method 100 for creating an object according to the present disclosure. The method includes forming a building layer that includes a region of solidified building material and a region of non-solidified building material (block 101). Formation of the building layer can include depositing a layer of non-solidified building material and processing the building material to form a solidified region of building material. The construction layer can be formed by any of the above-described embodiments.

本方法は、構築層の縁部輪郭を決定すること(ブロック102)を更に含む。該縁部輪郭を決定することは、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたる構築層の高さの変化を測定することを含むことが可能である。   The method further includes determining an edge profile of the building layer (block 102). Determining the edge profile can include measuring a change in height of the build layer across a transition between a region of solidified build material and a region of non-solidified build material. .

一実施形態によれば、高さの変化は、光学センサを用いて測定することが可能である。実施形態によっては、光学センサは、光学焦点誤差(optical focus error)センサを含むことが可能である。   According to one embodiment, the change in height can be measured using an optical sensor. In some embodiments, the optical sensor can include an optical focus error sensor.

光学焦点誤差センサは、様々な用途に使用されており、例えば、CD又はDVD読み取りヘッドなどの光ピックアップとして使用されている。したがって、かかるセンサは、比較的低コストで容易に商業的に入手することが可能である。   Optical focus error sensors are used in various applications, for example, as optical pickups such as CD or DVD read heads. Thus, such sensors can be easily obtained commercially at a relatively low cost.

図2は、光学焦点誤差センサ200の一例を示している。光源201は、ビームスプリッタ202等の素子に向けられる光放射線のビームを生成する。ビームスプリッタ202は、該光学放射線の一部をレンズ204を介して分析対象の表面203に向ける。該表面から反射された放射線は、レンズ204及びビームスプリッタ202を介して検出器205に向けられる。検出器205は、該検出器に入射した反射ビームの形状を決定することが可能であり、例えば、図2の右側に示すように正方形の格子内に配置された検知象限(sensing quadrant)205a-205dを有する象限光検出器とすることが可能である。該検出器は、読み出し回路206に接続することが可能である。該読み出し回路206は、焦点誤差信号を決定することが可能である。実施形態によっては、焦点誤差信号は、対角線方向で対向する象限からの光電流を合計することにより、すなわち、象限205a,205dからの光電流を合計し、及び象限205b,205cからの光電流を合計し、それら合計の差を求めることにより、決定される。したがって、焦点誤差に対応する値FEは次式で求められる。   FIG. 2 shows an example of the optical focus error sensor 200. The light source 201 generates a beam of optical radiation that is directed to an element such as a beam splitter 202. The beam splitter 202 directs part of the optical radiation through the lens 204 to the surface 203 to be analyzed. Radiation reflected from the surface is directed to detector 205 via lens 204 and beam splitter 202. The detector 205 can determine the shape of the reflected beam incident on the detector, for example, a sensing quadrant 205a- disposed in a square grid as shown on the right side of FIG. A quadrant light detector with 205d can be provided. The detector can be connected to a readout circuit 206. The readout circuit 206 can determine a focus error signal. In some embodiments, the focus error signal is obtained by summing the photocurrents from the diagonally opposite quadrants, i.e., summing the photocurrents from quadrants 205a, 205d, and the photocurrents from quadrants 205b, 205c. It is determined by summing and finding the difference between them. Therefore, the value FE corresponding to the focus error is obtained by the following equation.

FE = (Ia+Id)−(Ib+Ic) 式(1)
ここで、Iaは象限205aからの光電流、Ibは象限205bからの光電流、Icは象限205cからの光電流、Idは象限205dからの光電流である。
FE = (I a + I d ) − (I b + I c ) Equation (1)
Here, I a photocurrent from the quadrant 205a, the I b photocurrent, I c from quadrant 205b photocurrent from quadrant 205c, the I d is the photocurrent from the quadrant 205d.

センサ設定は、検出器205で受信する反射ビームの形状が、レンズ204と反射面203との間の距離によって決まるようなものとなる。表面203が、特徴的な長さ(例えば、焦点距離)に位置している場合、検出器205上に入射するビームの形状は円形となる。図2の右上に示すように、円形形状207aは、検出器のすべての象限205a-205dを実質的に等しく照射することが可能である。この場合、焦点誤差に対応する値FEは実質的にゼロに等しく、すなわち、象限205a,205dからの光電流の合計は、象限205b,205cからの光電流の合計と実質的に等しくなる。   The sensor setting is such that the shape of the reflected beam received by the detector 205 is determined by the distance between the lens 204 and the reflecting surface 203. When the surface 203 is located at a characteristic length (eg, focal length), the shape of the beam incident on the detector 205 is circular. As shown in the upper right of FIG. 2, the circular shape 207a can illuminate all quadrants 205a-205d of the detector substantially equally. In this case, the value FE corresponding to the focus error is substantially equal to zero, that is, the total photocurrent from quadrants 205a and 205d is substantially equal to the total photocurrent from quadrants 205b and 205c.

センサ200は、反射ビームが円形形状を有する状態から離れて細長い又は楕円形の形状を呈し始めるように、少なくとも前記特徴的な長さの特定の範囲内に配置され、その細長さの程度及びその軸は、該特徴的な長さからの逸脱の程度に関連するものとなる。   The sensor 200 is arranged at least within a certain range of the characteristic length so that the reflected beam begins to take an elongated or elliptical shape away from having a circular shape, and its degree of elongation and its The axis will be related to the degree of deviation from the characteristic length.

ビームスプリッタ202は、レンズ204と表面203との間の距離が該特徴的な長さから増加した場合、すなわち、表面203が一層遠くになった場合に、検出器上のビームの寸法が第1の軸に沿って増加すると共に第2の直交する軸に沿って縮小するような度合いの非点収差を光路に導入する。図2の右中央に、表面203がセンサから特徴的な長さよりも遠くにある場合に生じ得る形状207bを示している。この場合、象限205a,205dからの合計光電流は、象限205b,205cからの合計光電流よりも少なくなる。このため、焦点誤差に対応する値FEは、センサ200と表面203との間の距離が特徴的な長さからどの程度離れているかに関連する値で負となる。   The beam splitter 202 is such that when the distance between the lens 204 and the surface 203 increases from the characteristic length, i.e. when the surface 203 is further away, the size of the beam on the detector is first. Astigmatism is introduced into the optical path in such a way that it increases along the axis and decreases along the second orthogonal axis. In the middle right of FIG. 2 is shown a shape 207b that can occur when the surface 203 is further than the characteristic length from the sensor. In this case, the total photocurrent from quadrants 205a and 205d is less than the total photocurrent from quadrants 205b and 205c. For this reason, the value FE corresponding to the focus error is a negative value relating to how far the distance between the sensor 200 and the surface 203 is from the characteristic length.

しかし、レンズ204と表面203との間の距離が特徴的な長さから減少した場合、すなわち、表面203が一層近くになった場合には、検出器上のビームの寸法は、第1の軸に沿って減少すると共に第2の直交する軸に沿って増加する。図2の右下に、表面が特徴的な長さよりも一層センサに近い場合に生じ得る形状207cを示している。この場合には、象限205a,205dからの合計又は結合光電流は、象限205b,205cからの合計又は結合光電流よりも多くなる。このため、焦点誤差に対応する値FEは、やはりセンサ200と表面203との間の距離が特徴的な長さからどの程度離れているかに関連する値で正となる。   However, if the distance between the lens 204 and the surface 203 decreases from a characteristic length, i.e., the surface 203 is closer, the dimension of the beam on the detector is the first axis. And increase along the second orthogonal axis. The lower right of FIG. 2 shows a shape 207c that can occur when the surface is closer to the sensor than the characteristic length. In this case, the total or combined photocurrent from quadrants 205a and 205d is greater than the total or combined photocurrent from quadrants 205b and 205c. For this reason, the value FE corresponding to the focus error is positive with a value related to how far the distance between the sensor 200 and the surface 203 is away from the characteristic length.

焦点誤差に対応する値FEと、センサ200からの表面の距離との間の関係は、特定の距離範囲では実質的に線形である。この線形の範囲は、センサの構成要素の配置によって規定することができるが、一実施形態では、焦点誤差値は、約5μm程度の範囲(例えば、6μmの範囲)にわたって線形であることが可能である。したがって、光学センサは、5μm程度よりも低い空間的な分解能で高さの変化を決定することが可能であり、すなわち、あらゆる高さの差を5μm程度を越える精度で特徴付けることが可能である。   The relationship between the value FE corresponding to the focus error and the distance of the surface from the sensor 200 is substantially linear over a specific distance range. This linear range can be defined by the arrangement of the sensor components, but in one embodiment, the focus error value can be linear over a range on the order of about 5 μm (eg, a range of 6 μm). is there. Therefore, the optical sensor can determine the change in height with a spatial resolution lower than about 5 μm, that is, it can characterize any height difference with an accuracy exceeding about 5 μm.

構築層の表面に対して横方向に光学センサを走査することにより、構築層の表面とセンサとの間の距離が、高さの変化と共に変化し、これは、焦点誤差に関連する値の検出可能な変化に通じるものとなる。   By scanning the optical sensor transversely to the surface of the building layer, the distance between the surface of the building layer and the sensor changes with the change in height, which is the detection of values related to the focus error. It leads to possible changes.

上述したように、焦点誤差が距離に線形的に関係する動作範囲は、構築層にわたる期待される全高さ変化よりも小さい可能性がある。例えば、システムによっては、凝固した構築材料の領域から凝固していない構築材料の領域までの構築層にわたる高さの期待される変化は、50μmのオーダーを越える可能性がある。   As mentioned above, the operating range where the focus error is linearly related to distance may be smaller than the expected overall height change across the build layer. For example, in some systems, the expected change in height across the build layer from the solidified building material region to the non-solidified building material region may exceed the order of 50 μm.

したがって、光学センサは、光学センサ又は光学センサの少なくとも一部を縦方向に平行移動させるための平行移動(translation)ステージ208を含むことが可能である。該平行移動ステージは、例えば、レンズ204をビームスプリッタに対して平行移動させることが可能である。実施形態によっては、該平行移動ステージは、例えば、レンズ204の線形の縦方向の平行移動を提供するインダクタを含むことが可能であり、該平行移動の範囲は、該インダクタに供給される電流によって決まり、既知の量の電流は既知の変位量を提供するものとなる。   Accordingly, the optical sensor may include a translation stage 208 for translating the optical sensor or at least a portion of the optical sensor in the longitudinal direction. The translation stage can translate the lens 204 with respect to the beam splitter, for example. In some embodiments, the translation stage can include, for example, an inductor that provides a linear longitudinal translation of the lens 204, the range of translation depending on the current supplied to the inductor. By definition, a known amount of current will provide a known amount of displacement.

したがって、一実施形態では、光学センサは、最初に、構築材料の凝固した領域と凝固していない領域との間の遷移部の近傍で構築領域の表面の上方に配置することが可能である。構築層は、測定される高さがz方向に対応するように一般にx-y平面と平行に配向されているものとする。平行移動ステージ208は、焦点誤差に対応する値が実質的にゼロになるまでレンズ204をz方向に移動させるよう制御することが可能である。このため、その位置では、構築層の表面が光学センサからz方向において特徴的な長さであることが分かっている。次いで、光学センサは、そのz方向の位置を維持したまま、横方向に(例えば、x-y平面と平行に)平行移動させることが可能である。層の高さが変化すると、表面が特徴的な長さに近づいたり離れたりすることになり、このため、センサのx-y位置と共に記録することができる焦点誤差に対応する値の検出可能な変化が生じることになる。   Thus, in one embodiment, the optical sensor can initially be placed above the surface of the build region in the vicinity of the transition between the solidified and non-solidified regions of the build material. The build layer is generally oriented parallel to the xy plane so that the measured height corresponds to the z direction. The translation stage 208 can be controlled to move the lens 204 in the z direction until the value corresponding to the focus error is substantially zero. For this reason, it is known that at that position, the surface of the construction layer has a characteristic length in the z direction from the optical sensor. The optical sensor can then be translated laterally (eg, parallel to the xy plane) while maintaining its z-direction position. As the layer height changes, the surface moves closer to or away from the characteristic length, which results in a detectable change in the value corresponding to the focus error that can be recorded along with the xy position of the sensor. Will occur.

高さの変化が、センサと所与の位置における表面との間の距離が焦点誤差の線形動作範囲の終わりに近づくのに十分なものである場合には、その位置で平行移動ステージを作動させて焦点誤差がゼロに達するまでセンサを移動させることが可能である。その位置について以前に決定された距離を格納し、横方向の走査を再開する。このようにして、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移領域の全体にわたる高さの変化を高い精度で測定することが可能である。   If the change in height is sufficient for the distance between the sensor and the surface at a given position to approach the end of the linear operating range of focus error, operate the translation stage at that position. Thus, the sensor can be moved until the focus error reaches zero. Store the previously determined distance for that position and resume lateral scanning. In this way, it is possible to measure with high accuracy the overall height change of the transition region between the region of solidified building material and the region of non-solidified building material.

上述したように、構築層の凝固した領域と凝固していない領域との間の遷移領域にわたる高さの変化は、該遷移領域にわたって光学センサを走査し、反射ビームの輪郭の変化を測定し、その測定値を処理して高さの変化を取得することが可能である。上述したように、光学センサは、CD/DVDの読み取り用の光ピックアップと同様のセンサとすることが可能であり、このため、小さなフォームファクタ且つ低コストで容易に商業的に入手することが可能である。   As described above, the change in height across the transition region between the solidified and non-solidified regions of the build layer scans the optical sensor across the transition region, measures the change in the reflected beam profile, It is possible to process the measurement and obtain a change in height. As mentioned above, the optical sensor can be a sensor similar to an optical pickup for reading a CD / DVD, so that it can be easily obtained commercially with a small form factor and low cost. It is.

光学センサは、図2に示したものに加えて更なる構成要素を含むことが可能であることに留意されたい。例えば、光学センサは、4分の1波長板、追加のレンズ、及び/又は回折格子を含むことが可能である。これらの構成要素は、図2に示す構成要素の代わりに、又はそれに加えて提供することが可能である。   Note that the optical sensor may include additional components in addition to those shown in FIG. For example, the optical sensor can include a quarter wave plate, an additional lens, and / or a diffraction grating. These components can be provided instead of or in addition to the components shown in FIG.

実施形態によっては、他のタイプのセンサを使用して、構築層にわたる高さの変化を測定することが可能である。他のタイプの測距センサ又は距離測定センサを使用することが可能であり、かかるセンサは光学式であってもなくてもよい。   In some embodiments, other types of sensors can be used to measure changes in height across the build layer. Other types of ranging sensors or distance measuring sensors can be used, such sensors may or may not be optical.

光学センサは、コントローラ209と通信することが可能である。コントローラ209は、光学センサにより検出された信号を処理して高さ値を決定し、ひいては縁部輪郭を決定する、プロセッサを含むことが可能である。該プロセッサは、縁部輪郭を決定するための専用のプロセッサとすることが可能であり、又は他のタスクも実行する積層造形システムのプロセッサとすることが可能である。しかし、実施形態によっては、読み出し回路206が、高さ輪郭を決定することが可能であり、この場合、コントローラ209は、後述するように、縁部輪郭に基づいて積層造形システムの設定を制御することが可能である。   The optical sensor can communicate with the controller 209. The controller 209 may include a processor that processes the signal detected by the optical sensor to determine a height value and thus an edge profile. The processor can be a dedicated processor for determining edge contours, or it can be a processor in an additive manufacturing system that also performs other tasks. However, in some embodiments, the readout circuit 206 can determine the height profile, in which case the controller 209 controls the settings of the additive manufacturing system based on the edge profile, as described below. It is possible.

実施形態によっては、光学センサは、構築層に対して移動可能な走査ステージ上に取り付けることが可能である。一実施形態による走査ステージ300を図3に示す。同図は、構築層302と光学センサ306を有する走査ステージ304とを示している。   In some embodiments, the optical sensor can be mounted on a scanning stage that is movable relative to the build layer. A scanning stage 300 according to one embodiment is shown in FIG. The figure shows a construction layer 302 and a scanning stage 304 having an optical sensor 306.

実施形態によっては、走査ステージは、本書で走査軸と称す直線軸に沿って(例えば、図3に大きな矢印で示すようにy軸に沿って)構築層に対して移動することが可能である。走査ステージ304は、構築層の全幅(例えば、x軸)に及ぶように、走査軸と直交する軸に沿って延びることが可能である。光学センサ306は、走査キャリッジに沿って(すなわち、走査軸と直交して(例えば、図3に小さい矢印で示すようにx軸に沿って))直線的に移動することが可能である。このように、光源は2次元で移動して構築面の全領域を走査することが可能である。   In some embodiments, the scanning stage can move relative to the build layer along a linear axis referred to herein as the scanning axis (eg, along the y-axis as shown by the large arrow in FIG. 3). . The scanning stage 304 can extend along an axis orthogonal to the scanning axis so as to cover the full width (eg, x-axis) of the build layer. The optical sensor 306 can move linearly along the scanning carriage (i.e., orthogonal to the scanning axis (e.g., along the x-axis as indicated by the small arrows in FIG. 3)). In this way, the light source can be moved in two dimensions to scan the entire area of the construction surface.

光学センサの他の構成も実施可能であることが理解されよう。例えば、構築層の全幅にわたって延びていない走査ステージを2つの走査軸に沿って別個に移動させることにより、光学センサを構築層の全領域にわたって移動させることが可能である。更なる例では、光学センサを単一軸に沿って移動するよう制約し、これにより、各走査で構築層の単一の断面に沿った輪郭を決定するよう制限することが可能である。   It will be appreciated that other configurations of optical sensors are possible. For example, it is possible to move the optical sensor across the entire area of the building layer by separately moving a scanning stage that does not extend across the entire width of the building layer along two scanning axes. In a further example, the optical sensor can be constrained to move along a single axis, thereby restricting each scan to determine a profile along a single cross section of the building layer.

光学センサは、構築領域の走査領域内の実質的に任意の位置に配置することができるように取り付けることが可能である。例えば、光学センサが1つしか存在しない場合には、走査領域は構築層の全体を含むことが可能である。しかし、実施形態によっては、複数の光学センサが存在することが可能であり、かかる実施形態では、該複数の光学センサのうちの1つの光学センサは、構築層の全体にわたって延びていない走査領域を有するよう構成することが可能である。   The optical sensor can be mounted such that it can be placed at virtually any location within the scanning area of the build area. For example, if there is only one optical sensor, the scanning region can include the entire building layer. However, in some embodiments, there can be a plurality of optical sensors, in which one optical sensor of the plurality of optical sensors has a scanning region that does not extend throughout the building layer. It can be configured to have.

光学センサは、それ自体の専用の走査ステージ上に配置することが可能である。しかし、実施形態によっては、光学センサは、積層造形システムの他の何らかの構成要素も支持する走査ステージ上に配置することが可能である。積層造形システムの他の何らかの構成要素を走査ステージ上に配置することが可能であり、このため、光学センサを既存の走査ステージに効果的に追加することが可能である。例えば、光学センサは、合体を制御するために凝固していない構築材料に薬剤を分配する薬剤分配器(例えば、合体剤及び/又は合体改質剤を分配するための薬剤分配器)を有する走査ステージ上に配置することが可能である。実施形態によっては、光学センサは、次の構築材料の層で構築面をコーティングするためのコーティング機構を有する走査ステージ上に配置することが可能である。実施形態によっては、光学センサは、構築面を加熱するための加熱要素を有する走査ステージ上に配置することが可能である。   The optical sensor can be placed on its own dedicated scanning stage. However, in some embodiments, the optical sensor can be placed on a scanning stage that also supports some other component of the additive manufacturing system. Any other component of the additive manufacturing system can be placed on the scanning stage, so that an optical sensor can be effectively added to the existing scanning stage. For example, the optical sensor may have a drug dispenser that dispenses a drug to a non-coagulated build material to control coalescence (eg, a drug dispenser for dispensing coalescing agents and / or coalescence modifiers). It can be placed on the stage. In some embodiments, the optical sensor can be placed on a scanning stage having a coating mechanism for coating the building surface with the next layer of building material. In some embodiments, the optical sensor can be placed on a scanning stage having a heating element for heating the build surface.

上述した構成要素に加えて、光学センサを有する走査ステージ上に、追加的又は代替的に、他の構成要素を取り付けることが可能であることが理解されよう。更に、3次元オブジェクトを作製するための積層造形システムは、2つ以上の走査ステージを含むことが可能である。   In addition to the components described above, it will be appreciated that other components can be additionally or alternatively mounted on the scanning stage with optical sensors. Furthermore, the additive manufacturing system for producing a three-dimensional object can include two or more scanning stages.

上述のように、縁部輪郭は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移領域における構築層の高さの変化を測定することにより決定することが可能である。先の実施形態は、積層造形システムに容易に組み込むことができ、及び構築層が形成された後であって次の構築層が形成される前における構築層の高さ変化を決定するために使用することができる、光学センサについて説明している。   As mentioned above, the edge profile can be determined by measuring the change in the height of the building layer in the transition region between the solidified building material region and the non-solidified building material region. is there. The previous embodiment can be easily incorporated into an additive manufacturing system and used to determine the height change of the building layer after the building layer is formed and before the next building layer is formed. An optical sensor that can be described is described.

したがって、縁部輪郭は、形成されているオブジェクトのスライスの縁部の品質に関する情報を提供する。実施形態によっては、縁部輪郭は、完成したオブジェクトの表面の粗さの指示を提供することが可能である。良好な品質の縁部は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の鮮明な遷移(sharp transition)を有することが可能である。かかる縁部は、有効な階段状の高さ輪郭に通じ得るものである。凝固していない構築材料の領域は第1の高さを有し、凝固した構築材料の領域は一層低い第2の高さを有することになる。該2つの領域の間に鮮明な遷移が存在する場合には、比較的短い横方向の距離にわたって階段状の高さの変化又は高さの傾斜が存在することになる。しかし、場合によっては、縁部が鮮明でない可能性がある。作製されるオブジェクトのスライスに対応する領域の外側の材料の(全てではなく)一部が凝固している可能性がある。このため、構築層のその部分を通る深度断面(depth section)が、凝固した構築材料と凝固していない構築材料とに遭遇する可能性がある。この時点で結果的に生じる構築材料の高さは、前記第1の高さと前記第2の高さとの間のどこかとなる。   Thus, the edge profile provides information regarding the quality of the edge of the slice of the object being formed. In some embodiments, the edge contour can provide an indication of the surface roughness of the finished object. A good quality edge can have a sharp transition between a region of solidified building material and a region of non-solidified building material. Such an edge can lead to an effective step-like height profile. The region of build material that has not solidified will have a first height and the region of solidified build material will have a lower second height. If there is a sharp transition between the two regions, there will be a stepped height change or height gradient over a relatively short lateral distance. However, in some cases, the edges may not be clear. It is possible that some (but not all) of the material outside the region corresponding to the slice of the object being created is solidified. Thus, a depth section through that portion of the building layer can encounter solidified and non-solidified building material. The resulting height of the building material at this point will be somewhere between the first height and the second height.

輪郭の一例を図4に示す。図4(a)は、構築層401の上面の一例を示している。この例の構築層401は、凝固した構築材料の領域402と、凝固していない構築材料の領域403とを含む。関連する領域の数、形状、サイズ、及び位置は、作製される1つ以上のオブジェクトの特定のスライスによって決まる、ということが理解されよう。縁部輪郭は、該領域402と該領域403との間の少なくとも遷移領域における高さの変化を測定することにより決定することが可能である。   An example of the contour is shown in FIG. FIG. 4A shows an example of the upper surface of the construction layer 401. The building layer 401 in this example includes a solidified building material region 402 and a non-solidified building material region 403. It will be appreciated that the number, shape, size, and location of the relevant regions will depend on the particular slice of the object or objects being created. The edge contour can be determined by measuring the change in height at least in the transition region between the region 402 and the region 403.

図4(a)は、例えば破線A-A',B-B'で示すように複数の輪郭を決定することが可能であることを示している。図4(b)は、(例えば、z方向で測定した)構築層の高さが、構築層の走査線A-A',B-B'にわたって変化し得ることを示している。凝固した構築材料の領域402では、構築材料は合体しており、このため、凝固していない構築材料の領域403よりもよりコンパクトである。したがって、凝固した構築材料402の領域の高さは、凝固していない構築材料403の領域よりも低い。   FIG. 4A shows that a plurality of contours can be determined as indicated by broken lines AA ′ and BB ′, for example. FIG. 4 (b) shows that the height of the build layer (eg, measured in the z direction) can vary across the scan lines AA ′, BB ′ of the build layer. In the solidified building material region 402, the building material is coalesced and is therefore more compact than the non-solidified building material region 403. Accordingly, the height of the region of solidified building material 402 is lower than the region of non-solidified building material 403.

図4(c)は、縁部輪郭(例えば、凝固した構築材料の領域402と凝固していない構築材料の領域403との間の丸で囲んだ縁部輪郭)を示している。良好な品質の縁部に関して言及したように、縁部領域には、図4(c)の下側の基準輪郭により示すように、鮮明な遷移又は綺麗な(clean)遷移が存在すべきである。図4(c)の上側の例に示すような縁部輪郭は、鮮明な遷移又は綺麗な遷移を示さない縁部輪郭の一例である。縁部輪郭の高さは、比較的長い横方向の距離にわたって変化することが分かる。縁部輪郭の最も急峻な領域は、基準輪郭における階段の位置から僅かにずれていることも分かる。したがって、かかる縁部輪郭は、構築材料の凝固した領域の縁部が比較的低い品質であることを示すことが可能である。   FIG. 4 (c) shows an edge profile (eg, a circled edge profile between a solidified build material region 402 and a non-solidified build material region 403). As mentioned for a good quality edge, there should be a sharp or clean transition in the edge region, as shown by the lower reference contour in FIG. 4 (c). . The edge contour as shown in the upper example of FIG. 4C is an example of an edge contour that does not show a clear transition or a clean transition. It can be seen that the height of the edge profile varies over a relatively long lateral distance. It can also be seen that the steepest region of the edge contour is slightly offset from the staircase position in the reference contour. Thus, such edge contours can indicate that the edge of the solidified region of the build material is of relatively low quality.

このため、縁部輪郭は、形成されるオブジェクトの縁部の品質を特徴付けるために使用することが可能である。実施形態によっては、決定された縁部輪郭を使用して積層造形システムの処理設定を制御することが可能である。これを閉ループ態様で行って縁部の鮮明さを向上させることが可能である。   For this reason, the edge contour can be used to characterize the quality of the edge of the formed object. In some embodiments, the determined edge profile can be used to control the process settings of the additive manufacturing system. This can be done in a closed loop manner to improve the sharpness of the edge.

図1bは、本開示による方法の一実施形態を示している。図1aを参照して説明した方法と同様に、この実施形態による方法は、構築層を形成すること(ブロック101)と、縁部輪郭を決定すること(ブロック102)とを含むことが可能である。この実施形態では、該方法は、構築層を形成するための処理設定を制御する(例えば、積層造形システムの構築パラメータを制御する)こと(ブロック103)も含むことが可能であり、次いで関連する該処理設定を使用して後続の構築層を形成すること(ブロック101)へと進む。   FIG. 1b illustrates one embodiment of a method according to the present disclosure. Similar to the method described with reference to FIG. 1a, the method according to this embodiment may include forming a building layer (block 101) and determining an edge profile (block 102). is there. In this embodiment, the method can also include controlling process settings for forming the build layer (eg, controlling build parameters of the additive manufacturing system) (block 103) and then associated Proceed to forming a subsequent build layer using the processing settings (block 101).

処理設定の制御(例えば、積層造形システムの較正)を用いて3次元オブジェクトを作製する方法の一実施形態を図5に関して説明する。構築層の縁部輪郭は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたる高さの変化を測定することにより決定することが可能である(ブロック501)。縁部輪郭は、上述した実施形態の何れに従って決定することも可能である。   One embodiment of a method for creating a three-dimensional object using process setting control (eg, calibration of an additive manufacturing system) will be described with respect to FIG. The edge profile of the building layer can be determined by measuring the change in height across the transition between the region of solidified building material and the region of non-solidified building material (block 501). . The edge contour can be determined according to any of the embodiments described above.

次いで、縁部輪郭の特性が(例えば、基準輪郭の)基準特性の公差内にあるか否かを判定することが可能である(ブロック502)。これは、決定された縁部輪郭を基準輪郭と比較することを含むことが可能である。該基準輪郭は、例えば、図4(c)の下側に示すような鮮明な縁部輪郭といった形状を有することが可能である。階段関数、平坦な勾配、又は曲線を含む(がこれらには限定されない)様々な基準輪郭が考え得ることが理解されよう。   It can then be determined whether the edge contour characteristics are within tolerances of the reference characteristics (eg, of the reference contour) (block 502). This can include comparing the determined edge contour to a reference contour. The reference contour may have a shape such as a sharp edge contour as shown on the lower side of FIG. It will be appreciated that various reference contours are possible, including but not limited to step functions, flat slopes, or curves.

様々な特性が考えられる。例えば、決定された縁部輪郭を分析して、完全に凝固した構築材料に対応する比較的一定の高さの領域と、完全に凝固していない構築材料に対応する比較的一定の高さの別の領域とを識別することが可能である。これら2つの領域の間の距離は、縁部領域の幅を示すことが可能であり、該縁部領域の幅は、1つの特性とすることが可能なものである。特性は、縁部領域における高さの変化の最大及び/又は最小傾きとすることが可能である。特性は、作製されるオブジェクトの概念モデルのスライスの縁部の既知の位置と比較した、高さの主な変化の位置とすることが可能である。特性は、縁部領域における複数の凹凸(bumps)又は高さ輪郭の著しい局所的な最大値又は最小値の存在とすることが可能である。   Various characteristics are possible. For example, by analyzing the determined edge profile, a relatively constant height region corresponding to a fully solidified building material and a relatively constant height corresponding to a building material that is not fully solidified. It is possible to distinguish from another region. The distance between these two regions can indicate the width of the edge region, and the width of the edge region can be a characteristic. The characteristic can be the maximum and / or minimum slope of the height change in the edge region. The characteristic can be the position of the main change in height compared to the known position of the edge of the slice of the conceptual model of the object being created. The characteristic can be the presence of significant local maximums or minimums of bumps or height profiles in the edge region.

実施形態によっては、縁部輪郭は、該縁部輪郭に沿った複数の点で測定された輪郭の偏差を計算することにより(例えば、測定された輪郭を基準輪郭から減算することにより又は各点における高さを該基準輪郭(例えば、理論的な輪郭)と比較することにより)基準輪郭と比較することが可能である。実施形態によっては、該偏差を所定範囲の許容可能な偏差の値と比較することにより、該偏差を使用して輪郭が公差内にあるか否かを決定することが可能である。測定された偏差が許容可能な値よりも大きい場合には、測定された輪郭は基準輪郭の公差内にはない。測定された偏差が許容可能な値よりも小さい場合には、測定された輪郭は基準輪郭の公差内にある。   In some embodiments, the edge contour is calculated by calculating the deviation of the contour measured at multiple points along the edge contour (eg, by subtracting the measured contour from the reference contour or each point Can be compared to a reference contour (by comparing the height at) with the reference contour (eg, a theoretical contour). In some embodiments, by comparing the deviation to a predetermined range of acceptable deviation values, the deviation can be used to determine whether the contour is within tolerance. If the measured deviation is greater than an acceptable value, the measured contour is not within the tolerance of the reference contour. If the measured deviation is less than an acceptable value, the measured contour is within the tolerance of the reference contour.

決定された縁部輪郭が許容可能なものであるとみなされる場合、例えば、縁部輪郭が基準輪郭の公差内にあり且つ特定の構築について十分に精確である場合、これは、積層造形システムが適切に動作していることを示す。よって、積層造形システムの現在の設定を維持することが可能である(ブロック503)。しかし、縁部輪郭が、縁部が許容可能なものでないことを示す場合、例えば、縁部が構築の精度のために十分に鮮明でない場合には、処理設定を調整して(ブロック504)精度の向上を試みることが可能である。該処理設定は、図2に示すコントローラ209などのコントローラにより調整することが可能である。   If the determined edge contour is considered acceptable, for example, if the edge contour is within the tolerances of the reference contour and is sufficiently accurate for a particular construction, Indicates that it is working properly. Thus, it is possible to maintain the current settings of the additive manufacturing system (block 503). However, if the edge profile indicates that the edge is not acceptable, for example if the edge is not sharp enough for construction accuracy, adjust the processing settings (block 504) It is possible to try to improve. The processing setting can be adjusted by a controller such as the controller 209 shown in FIG.

したがって、処理設定は、決定された縁部輪郭に基づいて制御することが可能である。処理設定は、処理される構築層の特性(例えば、3次元オブジェクトの作製のパラメータ)を変更するように制御することが可能な積層造形システムの設定である。決定された縁部輪郭が許容可能なものである場合、関連する処理設定を維持することが可能である。しかし、縁部輪郭が許容可能なものでない場合には、処理設定を調整することが可能である。実施形態によっては、以下でより詳細に説明するように、幾つかの異なる構築層を形成する過程で実行される縁部エンハンスメントルーチンの一部として処理設定を調整することが可能である。   Accordingly, the process settings can be controlled based on the determined edge profile. The processing setting is a setting of the additive manufacturing system that can be controlled so as to change the characteristics of the processing layer to be processed (for example, the parameters for producing the three-dimensional object). If the determined edge profile is acceptable, the associated processing settings can be maintained. However, if the edge contour is not acceptable, the processing settings can be adjusted. In some embodiments, the processing settings can be adjusted as part of an edge enhancement routine that is performed in the course of forming several different building layers, as described in more detail below.

したがって、実施形態によっては、決定された縁部輪郭が許容可能なものでなく、且つ後続の構築層(次の構築層である必要はない)を作製し得る場合(ブロック505)、処理設定を調整することが可能である。したがって、この後続の構築層のための縁部輪郭を決定することが可能である。次いで、該縁部輪郭を評価して、該縁部輪郭が現在許容可能なものであるか否かを判定することが可能である。該縁部輪郭が現在許容可能なものである場合には、現在の処理設定が維持され、それ以上の調整を不要とすることが可能である。しかし、縁部輪郭が許容可能なものでないままである場合には、処理設定を再び調整することが可能である。これは、同じ処理設定又は異なる処理設定とすることが可能である。処理設定を調整する際に、前回の変更の結果として品質が向上したか否かを評価することが可能である。   Thus, in some embodiments, if the determined edge profile is not acceptable and a subsequent building layer (which need not be the next building layer) can be created (block 505), the processing settings are It is possible to adjust. It is therefore possible to determine the edge profile for this subsequent building layer. The edge contour can then be evaluated to determine whether the edge contour is currently acceptable. If the edge contour is currently acceptable, the current processing settings are maintained and no further adjustments may be required. However, if the edge profile remains unacceptable, the process settings can be adjusted again. This can be the same process setting or a different process setting. When adjusting the processing settings, it is possible to evaluate whether the quality has improved as a result of the previous change.

したがって、この方法は、基準輪郭の公差内にある輪郭が決定されるまで、各層間で処理設定(例えば、構築パラメータ)を変更する縁部エンハンスメントルーチンを用いて、反復的な態様で繰り返すことが可能である。この時点で、プリントされた縁部は許容可能な鮮明さを有し、更なる調整を行う必要はない。   Thus, the method can be repeated in an iterative fashion using an edge enhancement routine that changes processing settings (eg, construction parameters) between each layer until a contour that is within tolerances of the reference contour is determined. Is possible. At this point, the printed edge has acceptable sharpness and no further adjustment is necessary.

幾つかの実施形態で言及したように、積層造形システムの処理設定、すなわち、作製プロセスの処理設定は、縁部の鮮明さの制御の試みにおいて制御することが可能である。結果的に生じる構築層の縁部の鮮明さに影響を与え得る様々な要因が存在する。かかる要因の2つを以下に示す。
i)作製されるオブジェクトのスライスに対応する領域に隣接する領域における合体を制限し又は抑制するために使用される合体改質剤の量。縁部領域に付与される合体改質剤の量の増加は、遷移領域における溶融を減少させ得るものである。
ii)温度プロファイル:構築材料の層に付与されるエネルギー(例えば、溶融ランプ(fusing lamps)の温度)及び構築材料の層が溶融ランプ等のエネルギー源に曝される時間は、伝導熱の総量に影響を与える。ランプ温度を上昇させ及び/又は露光時間を短くすると縁部が一層鮮明になる。
As mentioned in some embodiments, the process settings of the additive manufacturing system, i.e., the process settings of the fabrication process, can be controlled in an attempt to control edge sharpness. There are various factors that can affect the resulting edge sharpness of the building layer. Two such factors are listed below.
i) The amount of coalescence modifier used to limit or inhibit coalescence in the region adjacent to the region corresponding to the slice of the object being created. Increasing the amount of coalescence modifier applied to the edge region can reduce melting in the transition region.
ii) Temperature profile: The energy applied to the layer of building material (eg, the temperature of the fusing lamps) and the time that the layer of building material is exposed to an energy source such as a melting lamp is a function of the total amount of heat conduction. Influence. Increasing the lamp temperature and / or shortening the exposure time will make the edges clearer.

よって、制御することが可能な処理設定は、合体を制御するために凝固していない構築材料に付与される合体改質剤の量とすることが可能である。合体改質剤の量は、様々な態様で制御することが可能である。供給される合体改質剤の液滴サイズを変化させるよう合体改質剤の薬剤分配器を制御すること、及び/又は合体改質剤の液滴密度を変化させるよう合体改質剤の薬剤分配器を制御すること、及び/又は合体改質剤の液滴数を変化させるよう合体改質剤の薬剤分配器を制御することが可能である。   Thus, the process setting that can be controlled can be the amount of coalescence modifier applied to the non-solidified build material to control coalescence. The amount of coalescence modifier can be controlled in various ways. Controlling the coalescence modifier drug dispenser to change the droplet size of the coalescence modifier supplied and / or dispensing the coalescence modifier drug to change the droplet density of the coalescence modifier. It is possible to control the vessel and / or to control the combination modifier drug dispenser to change the number of droplets of the combination modifier.

制御することが可能な処理設定は、合体を制御するために凝固していない構築材料に薬剤を分配するための薬剤分配器の位置合わせである。例えば、合体改質剤のための薬剤分配器の位置合わせは、例えば、較正を開始すること又は位置合わせを調整することにより、制御することが可能である。   The process setting that can be controlled is the alignment of the drug dispenser for dispensing the drug to the non-coagulated build material to control coalescence. For example, the alignment of the drug distributor for the coalescence modifier can be controlled, for example, by initiating calibration or adjusting the alignment.

制御することが可能な処理設定は、構築層を形成するために構築材料の層に適用される温度の設定である。該温度設定は、加熱手段(例えば、定着ランプ)の温度とすることが可能である。該温度設定は、構築層を形成するためにエネルギーが加えられる時間とすることが可能である。   The process settings that can be controlled are the temperature settings that are applied to the layer of build material to form the build layer. The temperature setting can be the temperature of a heating means (for example, a fixing lamp). The temperature setting can be the time during which energy is applied to form the build layer.

図6は、多数回にわたる処置設定の調整を処理することができる一連の段階の一実施形態を示している。このため、図6は、縁部エンハンスメントルーチンの一例に従うことが可能な一連の処理を示している。かかる複数の段階は、図2に示すコントローラ209等のコントローラにより実施することが可能である。これら複数の段階は、その各段階が(例えば、特定の処理設定を最適化するために)異なる複数の構築層について一連の連続した調整を含むことが可能となるように、漸進的なものとすることが可能である。   FIG. 6 illustrates one embodiment of a series of steps that can handle multiple treatment setting adjustments. Thus, FIG. 6 illustrates a series of processes that can follow an example of an edge enhancement routine. Such a plurality of steps can be performed by a controller such as the controller 209 shown in FIG. These multiple stages are incremental so that each stage can include a series of consecutive adjustments for different build layers (eg, to optimize a particular processing setting). Is possible.

上述のように、不十分な縁部の画定に対処する1つの選択肢は、合体改質剤の量を増加させることである。したがって、縁部エンハンスメントの第1段階は、構築材料に供給される合体改質剤の量を増加させ又は減少させることを含むことが可能である(ブロック601)。実施形態によっては、供給される合体剤の量を増加させ又は減少させることを含むことも可能である。一実施形態では、図5の方法の一連の反復を実行して縁部の鮮明さを最適化することが可能であり、この場合には、各反復毎に、合体改質剤又は合体剤の量が図6に示すように縁部エンハンスメントルーチンに従って修正される。したがって、縁部エンハンスメントルーチンは、処理設定の一連の調整によって実施することが可能である。   As mentioned above, one option to address insufficient edge definition is to increase the amount of coalescence modifier. Accordingly, the first stage of edge enhancement can include increasing or decreasing the amount of coalescence modifier supplied to the build material (block 601). In some embodiments, it may include increasing or decreasing the amount of coalescence supplied. In one embodiment, a series of iterations of the method of FIG. 5 can be performed to optimize edge sharpness, in which case the coalescence modifier or coalescence of each coalescence The quantity is modified according to the edge enhancement routine as shown in FIG. Thus, the edge enhancement routine can be implemented by a series of adjustments to the process settings.

実施形態によっては、処理設定は、縁部輪郭、又はかかる設定を使用して形成された構築層の縁部輪郭の評価と共に、適当なメモリに格納することが可能である。この例では、縁部エンハンスメントルーチンが実行される際に、最後の反復で得られた縁部輪郭が、以前の反復で得られた縁部輪郭と比較される。最後の反復の設定が、以前の反復に対して改善を生じさせた場合には、最適な値(すなわち、その設定を調整するために達成可能な最良の値)に向かって更に変更することが可能である。例えば、合体改質剤の量の増加により縁部の鮮明さが改善された場合、縁部エンハンスメントルーチンは、更なる合体改質剤の付与が影響しなくなり又は縁部の鮮明さを低減させ始めるまで、合体改質剤の量を徐々に増加させ続けることが可能である。更なる合体改質剤の付与が影響を与えなくなり又は縁部の鮮明さを低減させ始めた時点で、合体改質剤の最適量が見出される。   In some embodiments, the processing settings can be stored in a suitable memory along with an evaluation of the edge contours, or the edge contours of building layers formed using such settings. In this example, when the edge enhancement routine is executed, the edge contour obtained in the last iteration is compared with the edge contour obtained in the previous iteration. If the setting of the last iteration has improved over the previous iteration, it may be further changed towards the optimal value (ie the best value achievable to adjust that setting). Is possible. For example, if the edge sharpness is improved by increasing the amount of coalescence modifier, the edge enhancement routine will no longer affect the addition of coalescence modifier or begin to reduce the edge sharpness. Until then, it is possible to continue to gradually increase the amount of coalescence modifier. The optimal amount of coalescence modifier is found when the application of further coalescence modifiers has no effect or begins to reduce edge sharpness.

合体改質剤及び/又は合体剤の量を調整した後、出力される縁部が依然として基準輪郭の公差内にない場合、実施形態によっては、縁部エンハンスメントルーチンは次の段階に移行することが可能である。図6の例では、縁部エンハンスメントルーチンは、次に薬剤分配器の位置合わせを調整することが可能である。縁部の鮮明さの欠如は、薬剤分配器がずれているため関連する薬剤を正しい領域に供給しないことにより引き起こされる可能性がある。薬剤分配器の位置合わせを調整することは、薬剤分配器の位置合わせを較正すること(ブロック602)を含むことが可能である。これは、時々実行される標準的な較正プロセスの一部とすることが可能な位置合わせルーチン(例えば、ペン位置合わせルーチン)を使用して行うことが可能である。   After adjusting the amount of coalescence modifier and / or coalescence, if the output edge is still not within the tolerance of the reference contour, the edge enhancement routine may move to the next stage in some embodiments. Is possible. In the example of FIG. 6, the edge enhancement routine can then adjust the alignment of the drug dispenser. The lack of edge sharpness can be caused by the drug dispenser being offset and not delivering the associated drug to the correct area. Adjusting the alignment of the drug dispenser may include calibrating the alignment of the drug distributor (block 602). This can be done using an alignment routine (eg, a pen alignment routine) that can be part of a standard calibration process that is performed from time to time.

これもまた、最適なパラメータを見出すために多数の反復にわたり実行して(さもなくば検出することができない)位置ずれ問題の認識を提供することが可能である。その結果として、積層造形システムの堅牢性及びその品質が改善されることになる。   This can also be performed over a number of iterations to find the optimal parameters (otherwise not detectable) and provide recognition of misalignment problems. As a result, the robustness and quality of the additive manufacturing system will be improved.

薬剤分配器の位置合わせを較正した後、処理材料の処理された層が依然として基準輪郭の公差内にない場合、図6の例では、縁部エンハンスメントルーチンは温度プロファイルを調整する第3段階に移行する。温度プロファイルを変更することは、溶融温度を上昇させ又は低下させること、又は溶融温度が適用される時間間隔を延長し又は短縮させることを含むことが可能である。これは、例えば、溶融中に使用されるエネルギー源の温度を低下させること、又は構築層が溶融温度にさらされる時間を短縮させるようエネルギー源を構築面にわたって一層迅速に移動させることを含むことが可能である。これもまた、図5に概略的に示した方法の多数回の反復にわたって実行することが可能であり、これにより、構築材料の層が基準輪郭の公差内に入るまで、構築材料の複数の層を形成する間に、縁部エンハンスメントルーチンにより温度プロファイルが変更される。上述のように、実施形態によっては、本方法は、温度設定を、かかる設定で形成された構築層の結果的に得られた縁部輪郭と共にメモリに格納することを含むことが可能である。   In the example of FIG. 6, if the processed layer of processing material is still not within the tolerance of the reference contour after calibrating the alignment of the drug dispenser, the edge enhancement routine proceeds to the third stage of adjusting the temperature profile. To do. Changing the temperature profile can include increasing or decreasing the melting temperature, or extending or shortening the time interval during which the melting temperature is applied. This may include, for example, reducing the temperature of the energy source used during melting, or moving the energy source more quickly across the building surface to reduce the time that the building layer is exposed to the melting temperature. Is possible. This can also be carried out over a number of iterations of the method schematically illustrated in FIG. 5, whereby multiple layers of building material until the layer of building material falls within the tolerances of the reference contour. While forming the temperature profile, the edge enhancement routine changes the temperature profile. As described above, in some embodiments, the method can include storing the temperature setting in memory along with the resulting edge profile of the building layer formed with such a setting.

この実施形態では、縁部エンハンスメントルーチンが実行される際に、最新の反復の縁部輪郭を以前の反復の縁部輪郭と比較することが可能である。最新の反復の温度設定が以前の反復よりも改善をもたらす場合には、最適な値に向かって、及び/又は許容可能な縁部輪郭を有する構築層が生成されるまで、更なる修正を行うことが可能である。基準輪郭の公差内の縁部輪郭を有する層がプリントされると、それ以上の調整は必要ない。   In this embodiment, when the edge enhancement routine is executed, it is possible to compare the edge profile of the latest iteration with the edge profile of the previous iteration. If the temperature setting of the latest iteration provides an improvement over the previous iteration, then further corrections are made towards optimal values and / or until a building layer with an acceptable edge profile is generated It is possible. Once a layer having an edge profile that is within the tolerances of the reference profile is printed, no further adjustment is necessary.

したがって、本実施形態は、積層造形システムの較正方法を提供する。該較正方法は、該システムにより形成された構築層の縁部輪郭を決定することを含むことが可能であり、該構築層は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域とを含む。縁部輪郭は、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたる構築層の高さの変化を含むことが可能である。本方法は、所定の縁部輪郭を達成し又は維持するようシステムの設定を制御することを含むことが可能である。   Therefore, this embodiment provides a calibration method for an additive manufacturing system. The calibration method can include determining an edge profile of a building layer formed by the system, the building layer comprising a region of solidified building material and a region of non-solidified building material. including. The edge profile can include a change in the height of the build layer across the transition between the solidified region of build material and the non-solidified region of build material. The method can include controlling system settings to achieve or maintain a predetermined edge profile.

較正方法(例えば、図5に関して説明したような較正方法)を構築プロセス中に(例えば、構築プロセスの最初に)1回だけ実行して適当な設定を確立することが可能であり、又は、該較正方法を間隔をおいて又は実質的に連続して反復的に実行して構築プロセス全体を通して鮮明な縁部輪郭を確実に維持することが可能である。例えば、動作中に周囲条件(例えば、構築領域の平均温度など)が変化する場合には、本方法を定期的に実行する必要がある。実施形態によっては、本方法は、構築プロセス中に規則的な間隔で(例えば、構築材料の100番目の層毎に、又は他の適当な間隔で)適用することが可能である。他の実施形態では、本方法は品質管理のためにランダムな間隔で使用することが可能である。精確な縁部を確保するのに十分なだけ本方法を定期的に実行することと、構築速度に悪影響を及ぼすほど本方法を頻繁に実行しないこととの間のバランスが必要となり得る。   A calibration method (eg, a calibration method as described with respect to FIG. 5) can be performed only once during the build process (eg, at the beginning of the build process) to establish the appropriate settings, or The calibration method can be performed repeatedly at intervals or substantially continuously to ensure that sharp edge profiles are maintained throughout the construction process. For example, if the ambient conditions (eg, the average temperature of the construction area) change during operation, the method needs to be performed periodically. In some embodiments, the method can be applied at regular intervals during the building process (eg, every 100th layer of building material, or at other suitable intervals). In other embodiments, the method can be used at random intervals for quality control. It may be necessary to balance between performing the method periodically enough to ensure an accurate edge and not performing the method frequently enough to adversely affect build speed.

上述の実施形態の方法を使用することにより、周囲条件にかかわらず最適な縁部輪郭を達成することができ、構築品質が例えば周囲温度や湿度の変化による影響を受けないことが確実となる。これにより、構築プロセスの堅牢性及び精度並びに完成したオブジェクトの品質が向上する。   By using the method of the above-described embodiment, an optimum edge profile can be achieved regardless of ambient conditions, ensuring that the build quality is not affected by changes in ambient temperature or humidity, for example. This improves the robustness and accuracy of the construction process and the quality of the finished object.

本方法、装置、及び関連する態様を特定の実施形態に関して説明したが、本開示の思想から逸脱することなく、様々な修正、変更、省略、及び置換を行うことが可能である。したがって、本方法、装置、及び関連する態様は、特許請求の範囲及びその等価物の範囲によってのみ制限されることが意図されている。上記の実施形態は、本書に記載したものに限定するのではなく例示するものであり、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計することが可能であることに留意されたい。   Although the method, apparatus, and related aspects have been described with respect to particular embodiments, various modifications, changes, omissions, and substitutions can be made without departing from the spirit of the present disclosure. Accordingly, it is intended that the method, apparatus, and related aspects be limited only by the scope of the claims and the equivalents thereof. The above embodiments are illustrative rather than limited to those described herein, and those skilled in the art will be able to design many alternative embodiments without departing from the scope of the claims. Note that it is possible.

用語「含む」とは請求項に記載された要素以外の要素の存在を排除するものではなく、用語「1つの」とは複数を排除するものではなく、単一のプロセッサその他の装置が、請求項に記載する複数の装置の複数の機能を実施することが可能である。   The term “comprising” does not exclude the presence of elements other than those listed in a claim, and the term “one” does not exclude a plurality; a single processor or other device may It is possible to implement a plurality of functions of a plurality of devices described in the section.

従属形式の請求項の特徴は、独立形式の請求項又は他の従属形式の請求項の何れの特徴とも組み合わせることが可能である。   The features of the dependent claims may be combined with any features of the independent claims or other dependent claims.

Claims (15)

3次元オブジェクトの作製方法であって、
凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域とを含む構築層を形成し、該構築層を形成することが、凝固していない構築材料の層を堆積させ、及び該構築材料を処理して、前記凝固した構築材料の領域を形成することを含み、
前記構築層の縁部輪郭を決定し、該縁部輪郭を決定することが、前記凝固した構築材料の領域と前記凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたる前記構築層の高さの変化を測定することを含む、
3次元オブジェクトの作製方法。
A method of creating a three-dimensional object,
Forming a building layer comprising a region of solidified building material and a region of non-solidified building material, forming the building layer deposits a layer of non-solidified building material; and Processing to form a region of the solidified building material;
Determining an edge profile of the building layer, and determining the edge profile is a height of the building layer across a transition between the solidified building material region and the non-solidified building material region. Including measuring changes in depth,
A method for producing a three-dimensional object.
前記縁部輪郭に基づいて後続の構築層を形成するための処理設定を制御することを含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, comprising controlling processing settings for forming a subsequent build layer based on the edge profile. 前記縁部輪郭の特性が基準特性の公差内にあるか否かを判定し、該縁部輪郭の該特性が該公差内にない場合に、後続の構築層を形成するための処理設定を調整することを含む、請求項1又は請求項2に記載の方法。。 Determine if the edge contour characteristic is within the tolerance of the reference characteristic and adjust the processing settings to form the subsequent building layer if the edge contour characteristic is not within the tolerance 3. A method according to claim 1 or claim 2 , comprising: . 後続の構築層の合体を制御するために前記凝固していない構築材料に付与される薬剤の量を前記縁部輪郭に基づいて制御することを含む、請求項1ないし請求項3の何れか一項に記載の方法。 4. The method of any one of claims 1 to 3, comprising controlling an amount of drug applied to the non-solidified build material to control coalescence of subsequent build layers based on the edge profile. The method according to item . 後続の構築層の合体を制御するために前記凝固していない構築材料に薬剤を分配するための分配器の位置合わせを前記縁部輪郭に基づいて制御することを含む、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載の方法。 Comprising the controlling based on the positioning of the distributor for dispensing a drug to the edge contour unclotted build material in order to control the coalescence of the subsequent building layer, claims 1 5. The method according to any one of 4 . 後続の構築層を形成するために適用される温度の設定を前記縁部輪郭に基づいて制御することを含む、請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載の方法。 6. A method according to any one of the preceding claims , comprising controlling a temperature setting applied to form a subsequent build layer based on the edge profile. 前記高さの変化が光学センサを用いて測定される、請求項1ないし請求項6の何れか一項に記載の方法。 The change in height is measured using the optical sensor, the method according to any one of claims 1 to 6. 前記光学センサが光学焦点誤差センサである、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, wherein the optical sensor is an optical focus error sensor. 積層造形システムであって、
凝固していない構築材料の層を堆積させ、及び該構築材料を処理して、凝固した構築材料の選択された領域を形成する、構築層作製手段と、
凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたって前記層の高さの変化を測定するセンサと
を備えている、積層造形システム。
An additive manufacturing system,
Building layer preparation means for depositing a layer of non-solidified building material and processing the building material to form selected regions of solidified building material;
An additive manufacturing system comprising: a sensor that measures a change in the height of the layer over a transition between a region of solidified building material and a region of non-solidified building material.
前記測定された高さの変化に基づいて前記構築層作製手段の処理設定を制御するコントローラを更に備えている、請求項9に記載の積層造形システム。   The additive manufacturing system according to claim 9, further comprising a controller that controls a processing setting of the building layer manufacturing unit based on the measured change in height. 前記コントローラが、前記縁部輪郭の特性が基準特性の公差内にあるか否かを判定する、請求項10に記載の積層造形システム。   The additive manufacturing system according to claim 10, wherein the controller determines whether a characteristic of the edge contour is within a tolerance of a reference characteristic. 前記コントローラが、前記構築層作製手段により付与される合体を制御するための薬剤の量を前記縁部輪郭に基づいて制御する、請求項10又は請求項11に記載の積層造形システム。 12. The additive manufacturing system according to claim 10, wherein the controller controls the amount of a medicine for controlling the coalescence provided by the building layer manufacturing unit based on the edge contour. 前記コントローラが、前記構築層作製手段の分配器の位置合わせを前記縁部輪郭に基づいて制御し、該分配器が、合体を制御するための薬剤を分配するものである、請求項10ないし請求項12の何れか一項に記載の積層造形システム。 Said controller, an alignment of the distributor of the construction layers produced means is controlled based on the edge contour, the distributor is intended to distribute the agent for controlling the coalescence claim 10 or claim Item 13. The additive manufacturing system according to any one of items 12 . 前記コントローラが、前記構築層作製手段により適用される温度の設定を前記縁部輪郭に基づいて制御する、請求項10ないし請求項13の何れか一項に記載の積層造形システム。 The additive manufacturing system according to any one of claims 10 to 13, wherein the controller controls setting of a temperature applied by the construction layer manufacturing unit based on the edge contour. 積層造形システムの較正方法であって、
該積層造形システムにより形成された構築層の縁部輪郭を決定し、該構築層が、凝固した構築材料の領域と凝固していない構築材料の領域とを含み、
前記縁部輪郭が、前記凝固した構築材料の領域と前記凝固していない構築材料の領域との間の遷移部にわたる前記構築層の高さの変化を含み、
所定の縁部輪郭を達成し又は維持するよう該積層造形システムの設定を制御する、
積層造形システムの較正方法。
A method for calibrating an additive manufacturing system,
Determining an edge profile of a building layer formed by the additive manufacturing system, the building layer comprising a region of solidified building material and a region of non-solidified building material;
The edge profile comprises a change in the height of the building layer over a transition between the solidified building material region and the non-solidified building material region;
Controlling the settings of the additive manufacturing system to achieve or maintain a predetermined edge profile;
Calibration method for additive manufacturing system.
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